Взаимодействие прикладного информационного обеспечения при формировании геометрического облика магистрального самолета

Буряков, Александр Александрович

Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Взаимодействие прикладного информационного обеспечения при формировании геометрического облика магистрального самолета

кандидата технических наук: Буряков, Александр Александрович
город: Москва
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.13.12
цена: 450 рублей

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Взаимодействие прикладного информационного обеспечения при формировании геометрического облика магистрального самолета»

Автореферат диссертации по теме "Взаимодействие прикладного информационного обеспечения при формировании геометрического облика магистрального самолета"

На правах рукописи УДК 629 7.024.01

БУРЯКОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИКЛАДНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ОБЛИКА МАГИСТРАЛЬНОГО САМОЛЕТА

Специальность 05.13.12. «Системы автоматизации проектированиям (отрасль - авиационная и ракетно-космическая техника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена на кафедре «Инженерная графика» в Московском авиационном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор М.Ю. Куприков

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор A.A. Панкевич кандидат технических наук, доцент В.Ф. Громов

Ведущее предприятие: ОАО «Туполев»

Защита состоится «_» _ 2006 г. в _ часов на

заседании диссертационного совета Д212.125.13_ Московского

авиационного института (государственного технического университета) по адресу:

125993, Москва, Волоколамское шоссе, д.4, главный административный корпус, зал заседания ученого совета.

Просим Вас принять участие в обсуждении диссертационной работы или прислать свой отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью, по указанному выше адресу.

Для участия в заседании диссертационного совета необходимо заблаговременно заказать пропуск по тел. 158-45-91.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «22.» ^ou^biM- 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета Д212.125и л »/^Ч кандидат технических наук, доцент V.--^--*—■"7уУ? Маркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. При современных все ускоряющихся темпах научно-технического прогресса динамика проектирования является одной из важнейших его характеристик, а сокращение сроков, стоимости и повышение качества проектирования становится одним из главных требований.

В настоящее время неизвестны алгоритмы прямого синтеза сложных технических объектов - их проектирование осуществляется многократным повторением анализа различных вариантов проектных альтернатив, как внутри каждого из этапов, так и между ними. От качества этих решений в значительной мере зависит возможность последующей реализации проекта самолета с желаемыми характеристиками в заданные сроки. В гражданской авиации, где большинство эксплуатируемых самолетов разрабатывалось в 1970-е и 1980-е годы, наиболее востребованными являются магистральные самолеты (МС). Сложность и повышение требований к характеристикам современной авиационной техники вступает в противоречие с ограниченными способностями человека обрабатывать огромные потоки информации, принимать решения в условиях большой неопределенности, вызванной невозможностью достаточно глубокой проработки всех вопросов, связанных с проектированием сложных объектов на различных этапах его разработки.

Одним из решений данной проблемы является использование в проектно-конструкторских работах систем автоматизированного проектирования (САПР), в западной литературе САЭ/САМ/САЕ. По опубликованным данным, их применение на различных этапах проектирования летательных аппаратов (ЛА) позволяет в 2-3 раза сократить время проектирования и доводки. Проведенный анализ рынка САПР показал практическую неприменимость предлагаемых программных продуктов для решения проектных задач на этапе концептуального проектирования, т.к. в них для достижения высокой достоверности результатов анализа необходима детальная проработка и построение модели в рамках уже принятого решения.

Актуальность проблемы и возможность ее решения на принципиально новом техническом уровне обусловили выбор темы исследования. Решение данной задачи потребовало разработки новых методов и подходов к созданию САПР, предоставляющей возможность автоматизации прикладных задач проектирования, обеспечение передачи результатов моделирования для дальнейшего анализа в существующие САБ/САМ/САЕ-системы на этапе концептуального проектирования. В результате, соискателем была разработана методика создания автоматизированной системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС) и на ее основе создана система, решающая перечи лрвныа А ДОЩачи «в! соответствии с

БИБЛИОТЕКА С.Петер«хрг ( 08

35&?.

предъявляемыми требованиями.

Методологической и теоретической основой исследования стали фундаментальные труды по проблемам проектирования конструкции, оборудования самолетов и автоматизации компоновки, к которым относятся работы ведущих специалистов: С.М. Егера, В.В. Мальчевского, О.С. Самойловича, А.Н. Арепьева, М.Ю. Куприкова, А.А. Пухова, X. Хаберланда и ряда других отечественных и зарубежных авторов, ученых ЦАГИ и других авиационных НИИ. В работах С.М. Егера и В.В. Мальчевского заложены теоретические основы автоматизированного проектирования самолетов. В работах В.В. Мальчевского предложен матрично-топологический метод синтеза схемы и компоновки самолета. В работах М.Ю. Куприкова приведено научно-методическое обеспечение автоматизации решения «обратной» задачи проектирования самолета при «жестких» ограничениях.

При выполнении исследования использованы основополагающие работы по теории сплайн-функций и полиномов высоких степеней: В.А. Зубкова, В.А. Осипова, А.Д. Тузова, П. Безье, К. Де Бора; вопросам автоматизации графических работ и использования ЭВМ в начертательной геометрии: П. Безье, В.А. Надолинного, П.В. Филлипова, В.И. Якунина; вопросам создания систем автоматизации проектирования: И.П. Норенкова, В.В. Липаева, А.И. Петренко, Б.Я. Советова, С.А. Яковлева.

Анализ наиболее распространенных отечественных и зарубежных САО/САМ/САЕ-систем позволил сделать вывод, что наряду с широкими возможностями, ни одна из существующих систем не обеспечивает автоматизацию всех этапов проектирования. Существующие системы не содержат аппарата формирования и предложения альтернативных решений.

Анализ работ убеждает в необходимости тесной интеграции наработок в области создания автоматизированных систем, математических методов моделирования, применяемых в авиастроении, проектирования конструкции, оборудования и эксплуатации самолетов, методик автоматизации компоновки магистрального самолета, автоматизированного формирования облика магистрального самолета с целью повышения качества принятия технических решений на ранних этапах проектирования и создания современных САПР.

Целью работы является сокращение сроков и повышение качества работ на этапе концептуального проектирования путем разработки методического и программного обеспечения САПР для формирования геометрического облика магистрального самолета на основе инвариантного прикладного программного обеспечения и современных САО/САМ/САЕ-систем.

Достижение поставленной цели диссертационной работы осуществлено путем решения следующих задач:

• проведение сравнительного анализа САПР в приложении к задачам этапа концептуального проектирования;

• выявление места и перечня задач САПР на этапе концептуального проектирования в рамках формирования облика фюзеляжа магистрального самолета;

• разработка научно-методического обеспечения для создания комплексной САПР;

• разработка и программная реализация алгоритмов и методов обмена данными с САО/САМ/САЕ-системами;

• разработка алгоритмов и программного обеспечения системы автоматизированной компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС);

• верификация разработанного программного обеспечения на предмет корректности получаемых результатов и применимости на этапе концептуального проектирования;

• выработка проектных рекомендаций по разработке прикладных компоновочных модулей и осуществлению взаимодействия с внешними приложениями.

Методика исследования. Объектом исследования является облик САПР самолета. Предметом исследования являются системы автоматизации формирования геометрического облика магистрального самолета. Декомпозиция задач, разработка моделей и алгоритмов САПР базируются на принципах системного подхода. Теоретической базой выполнения работы являются труды, посвященные вопросам геометрического моделирования сложных пространственных поверхностей, автоматизации компоновки самолета и организации эффективного взаимодействия между приложениями. В основе исследования лежат принципы системного и комплексного подхода на основе декомпозиции и структуризации задач проектирования. Математическая задача отыскания рациональных значений параметров поставлена как задача многокритериальной дискретной оптимизации.

Научная новизна диссертации заключается в разработке научно-методического обеспечения создания комплексной САПР для формирования геометрического облика самолета на основе инвариантного прикладного программного обеспечения и современных САО/САМ/САЕ-систем, построенного на базе комплекса разработанных методов, моделей и алгоритмов унификации.

В ходе работы были получены следующие новые результаты:

• разработано научно-методическое обеспечение по унификации методов моделирования в прикладном программном обеспечении;

• разработано методическое и программное обеспечение инвариантного взаимодействия с различными внешними САО/САМ/САЕ-системами при автоматизации этапа концептуального проектирования изделия;

• разработано методическое и программное обеспечение формирования обводов фюзеляжа магистрального самолета на основе внутренней компоновки;

• выработаны проектные рекомендации по разработке прикладных компоновочных модулей и осуществлению взаимодействия с внешними приложениями.

Практическая ценность. Практическая ценность разработанного

научно-методического обеспечения заключается в возможности построения с его помощью инвариантного прикладного программного обеспечения относительно различных СГМ в рамках комплексной САПР. Разработанные методы и алгоритмы использованы соискателем при создании системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС) и системы визуализации полей зазоров и напряжений, которые являются «инструментами» проектировщика-исследователя для формирования различных вариантов решений.

Результаты работы могут быть использованы в НИИ и ОКБ авиационной промышленности при разработке комплексных систем автоматизированного проектирования, а также при подготовке специалистов в авиационных учебных заведениях.

Достоверность результатов обеспечивается тестированием программного комплекса при расчете компоновок реальных самолетов и сопоставления результатов моделирования с параметрами реальных моделей. Среднее отклонение характеристик физических и математических моделей не превышает 5%.

Внедрение результатов работы. Разработанные методы анализа вариантов компоновки, геометрические, математические и аналитические модели оборудования, процедуры компоновки, алгоритмы и программы, вошедшие в систему КиФОФ МС, внедрены в ЗАО «АвиаСТЭП», ООО «СолидВоркс-Россия», что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

Апробация работы. Результаты исследований выносились на обсуждение на следующих научно-технических конференциях, форумах, тематических семинарах и конкурсах:_

Год Организация Наименование конференции, семинара и т.д.

2002 Московский государственный институт электроники и математики (ТУ) «Новые информационные технологии». Х-я юбилейная Международная студенческая школа-семинар.

2002 Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е. Жуковского Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского

2002 ОАО «ОКБ Сухого» «Исследования и передовые разработки в авиационной промышленности». 1-я научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов.

2003 Московский государственный авиационный технологический университет «XXIX Гагаринские чтения». Всероссийская молодежная научная конференция.

2003 Военно-воздушная инженерная академия им. Н.Е. Жуковского Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского

2003 Московский авиационный институт (ГТУ) «Авиация и космонавтика — 2003».

2003 ФГУП ВПК «МАПО» инженерный центр «ОКБ имени А.И. Микояна», Московский авиационный институт (ГТУ) Всероссийский конкурс научно-исследовательских, проектно-конструкторских и технологических работ студентов и молодых учёных.

2004 Московский государственный авиационный технологический университет «XXX Гагаринские чтения». Всероссийская молодежная научная конференция.

2004 Московский государственный институт электроники и математики (ТУ) «Новые информационные технологии». ХН-я Международная студенческая школа-семинар.

2004 ОАО «ОКБ Сухого» «Исследования и передовые разработки в авиационной промышленности». 2-я научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов.

2004 Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского «Применение ИПИ-технологий в производстве» 2-я всероссийская научно-практическая конференция.

2004 Московский государственный институт электроники и математики (ТУ) Всероссийский конкурс на лучшие работы студентов по естественным, техническим наукам и инновационным научно-образовательным проектам.

2005 Московский авиационный институт (ГТУ) «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред». XI Международный симпозиум.

2005 Московский государственный институт электроники и математики (ТУ) «Новые информационные технологии». ХШ-я Международная студенческая школа-семинар.

2005 ОАО «ОКБ Сухого» «Исследования и передовые разработки в авиационной промышленности». 3-я научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов.

Основные теоретические положения и некоторые результаты исследования опубликованы автором в девяти научных статьях [2,3, 17, 19-23, 25], а также содержатся в тезисах докладов [1, 4-16, 18, 24] на научно-технических конференциях всероссийского и международного значения.

О перспективности темы исследования свидетельствуют Грант 2-й степени Фонда содействия развитию образовательной и инновационной деятельности в высшей школе «ФОБИНН», дипломы Всероссийского конкурса «Компьютерный инжиниринг», IX Международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред», всероссийской молодежной конференции «XXX Гагаринские чтения», Всероссийского конкурса на лучшие научные работы студентов по

естественным, техническим наукам и инновационным научно-образовательным проектам, полученные соискателем.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка (116 работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации - 208 страниц, включая 12 таблиц и 103 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении анализируется состояние проблемы автоматизации проектно-конструкторских работ, сформулирована цель исследования, дается общая характеристика работы.

Первая глава состоит из трех разделов. Анализ коммерческих отечественных и зарубежных CAD/CAM/CAE-систем, проведенный в первом разделе (рис. 1), показал, что наряду с широкими возможностями, ни одна из существующих систем не обеспечивает автоматизацию всех этапов проектирования, и в частности начальных этапов, позволяя автоматизировать и упростить процедуры

построения геометрии изделия, создания чертежей, проведение различных видов численного анализа готовой модели, но не процесс формирования

множества альтернатив. Вместе с тем, для достижения высокой степени достоверности результатов требуется детальная проработка расчетной модели, что сопряжено с значительными затратами времени и затруднительно на начальных стадиях, когда большая часть рассматриваемых параметров имеет относительный характер.

В большинстве случаев для качественного формирования облика проектируемого изделия необходимо использование функциональных возможностей ряда систем, тогда как существующие форматы обмена данными (IGES, STEP и др.) не позволяют обеспечить точный перенос данных между системами. Перечисленные недостатки доказывают необходимость разработки принципиально нового класса программного обеспечения.

Исходя из результатов анализа рынка САПР во втором разделе обоснована актуальность автоматизации процесса формирования проектных альтернатив для начальных этапов проектирования и проведен анализ путей создания единого информационного поля проектировщика - рассмотрены различные варианты: создание одной глобальной системы автоматизации проектирования, выполняющей все функции (традиционный подход), разработка специализированного инструментария для конкретной системы или

Рис 1. Взаимодействие CAD, САМ и CAE систем

объединение группы систем в комплексной САПР.

Основными недостатками традиционного подхода являются:

• высокая сложность проектирования и реализации методов;

• высокая стоимость разработки;

• «замкнутость» разрабатываемой системы относительно внешних приложений;

• сложность внесения изменений;

• длительный срок разработки - система может морально и физически устареть до окончания написания.

Вариант интеграции модуля в состав системы наиболее приемлем в случае разработки вспомогательных модулей расчета, тогда как в случае работы с несколькими системами более предпочтительным является вынесение универсальных процедур в отдельный модуль (табл. 1).

Таблица 1 Сравнение интегрированного и комплексного режимов взаимодействия

Преимущества: двунаправленная ассоциативная связь единый формат дажых единый пользовательский интерфейс

Недостатки жесткая привязка к конкретному программному продукту невозможность автономной работы

Преимущества независимость от стратегий развития п продвижения других программных продуктов автономная и комплексная работа организация гибкого взаимодействия с несколькими CAD'САМ САЕ-снстемамн

Недостатки различия в пользовательском интерфейсе

Задача конструктора, работающего с системой - формирование и изменение входных данных, управление процессом решения задачи, принятие решений в критических точках и выбор варианта для рабочего проектирования. В случае включения в программное обеспечение средств учета требований и норм, можно выявить заведомо неэффективные решения и сократить число итераций.

Третий раздел главы посвящен постановке задачи исследования: Требуется определить вектор параметров X построения системы, состоящий из элементов, которым соответствует минимальное значение показателя Р(х; и) (времени подготовки проектной альтернативы), связывающего стратегии построения и выходные характеристики систем на множестве ограничений и.

Исходя из данного подхода, математическая постановка задачи, как задачи многокритериальной дискретной оптимизации, принимает вид:

X* = ArgMinF(x;u)

xeX (i)

ueU

где X = {A'i, ..., Xm} - матрица стратегий построения системы:

Xl x - набор операционных систем (Windows, Unix, Linux и т.д.);

X¡2- набор лингвистических сред программирования (Delphi и т.д.);

X¡ з - подходы к архитектуре системы;

X¡ 4 - форматы хранения данных (база данных, файл, XML и т.д.);

X¡ 5 - наглядность предоставления информации и т.д.;

Х2, - набор систем, с которыми осуществляется взаимодействие (SolidWorks, CATIA, COSMOS/M, NASTRAN и т.д.);

Х2>2 - технологии обмена данными (STEP, IGES, COM, CORBA) и т.д.

Х3, - набор методик проектирования MC (прямая и обратная задача проектирования);

Хзг - наборы автоматизируемых функций и методов;

Х3 з - учет действующих норм и требований;

Х3 4 - привлекаемые методы расчетов, их точность и т.д.

U = {U\, U2, U3,...} - вектор офаничений:

U] - ограничения, связанные с взаимодействием с различными САПР;

U2 - ограничения, связанные с выбором операционной системы;

U3 - ограничения, связанные с выбором среды программирования;

U4 - ограничения по времени разработки системы;

и$ - ограничения по области применения используемых методов;

U6 - стоимость систем, с которыми осуществляется взаимодействие;

U-i - ограничения по минимальной конфигурации компьютера;

U% - ограничения по финансированию разработки системы и т.д.

Реализация поставленной задачи требует адаптации стандартной методики расчета к требованиям САПР и построения комплексной расчетной модели, позволяющей проводить расчеты по указанным методикам.

Вторая глава посвящена формализации процесса построения системы, определению ее ключевых характеристик: технологии разработки, методов моделирования взаимосвязей между элементами, хранения и передачи данных, выбора операционной системы и лингвистической среды программирования.

Анализ структуры самолета, как объекта проектирования, в соответствии с блочно-иерархическим подходом позволяет рассматривать его как иерархическую систему, состоящую из ряда подсистем, элементов, агрегатов и узлов. Из данной иерархической структуры вытекает возможность использования САПР с декомпозицией на отдельные подсистемы, соответствующие подпроцессам проектирования самолета в рамках конкретного этапа. Такое построение системы предоставит возможность проработки и совершенствования конкретной субмодели специалистами,

компетентными в определенной области знаний, в рамках общего проекта.

Построение автоматизированной системы предлагается осуществлять «по спирали» (рис. 2). Главное достоинство модели «Спираль» - гибкость, возможность создания сложных проектов с постепенным их изменением и улучшением. На каждом новом витке наращивание функциональных возможностей системы проходит одновременно с исправлением выявленных ошибок, что позволяет быстрее добиваться требуемых результатов. Этапы:

1. Стратегическое планирование; 2 Анализ традиционных процессов;

3. Проектирование реализации;

4. Реализация системы;

5 Внедрение;

6 Эксплуатация и сопровождение; 7. Реинжениринг.

I- отклонение реальных возможностей системы от требуемых

Рис. 2. Модель «Спираль» разработки системы

Определена следующая последовательность этапов разработки системы:

1-й этап - разработка ядра системы, модулей работы с пассажирским оборудованием и внешними обводами;

2-й этап - разработка модулей работы с грузовым оборудованием, модулей продольной компоновки фюзеляжа;

3-й этап — разработка модулей взаимодействия с внешними САО/САМ/САЕ-системами;

4-й этап - разработка модулей работы с центропланом и служебно-бытовыми помещениями и т.д.

Первый этап предназначен для определения иерархии наследования классов модели, выявления «узких» мест автоматизации и отработки методов создания, хранения и загрузки данных об оборудовании и внешних обводах. Задача второго этапа - проведение работ по универсализации технологий компоновки элементов различных типов. В рамках третьего этапа осуществляется анализ методов взаимодействия между приложениями и определяется приоритетность использования, формируется набор функций и процедур для работы с моделями элементов в САО/САМ/САЕ-системах. Четвертый и последующие этапы служат для расширения функциональных возможностей системы, введения классов работы с новыми типами оборудования, решения технологических задач.

В рамках первого этапа было выявлено, что для снижения степени расхождения результатов моделирования и большего удобства работы необходимо обеспечить соответствие иерархии наследования классов иерархической структуре самолета (рис. 3). С одной стороны, обеспечение унификации работы с элементами различного типа требует введения дополнительного «базового класса», в который могут быть вынесены геометрические характеристики, общие для всех компонуемых классов

(координаты точки крепления, угол поворота относительно точки крепления, длина, ширина, высота и т.д.). С другой стороны, использование механизмов наследования позволяет уменьшить размер программного кода и избежать необходимости внесения изменений во все процедуры при добавлении «нового» класса оборудования на уровне класса Палуба.

* 1 I

I 5 г

1 1

£ 2 2. % а ?

ТГ-'

ГТ^Т^Т

ттгт

Г'

/>ОТ|МЗДЛ к %7ГГ |

Рис 3 Соответствие схемы наследования классов иерархической структуре самолета Рассматривались следующие технологии хранения данных о полученных решениях (табл. 2):

1. хранение в файле с фиксированной длиной записи;

2. хранение в файле с жесткой внутренней структурой;

3. хранение в базе данных;

4. хранение в файлах, содержащих специальную разметку.

Хранение данных в файлах специальной разметки обладает следующими преимуществами:

• высокая наглядность и читаемость сохраняемых данных;

• внесение изменений в одну структурную часть не оказывает влияния на другие структурные части;

• поддержка гибкой развивающейся структуры данных;

• легкая переносимость на другие ОС данных и их структуры;

• возможность уменьшения размера файла за счет исключения из списка сохранения значений параметров, соответствующих значениям «по умолчанию».

При этом, повышения защищенности данных можно достигнуть, применяя различные алгоритмы шифрования.

Таблица 2

Метод хранения данных е J i g 8 % о § Уровень защиты Время внесения изменений в структуру данных* « jO S S з о g 8 о

б ч F- со О £

Весовой коэффициент 0.1 0.1 0.25 0.3 0.25 1

1 Файл с фиксированной длиной 0.95 0.8 02 0.5 08 0.575

записи

2 Файл внутренней структуры 0.9 0.8 03 0 1 1 0.525

3 База данных 0.4 1 1 04 0.2 0.56

4. Файл специальной разметки 0.7 07 02 1 0.5 0.615

*- меньшему фактическому значению критерия соответствует большее значение показателя

Сравнительный анализ методов взаимодействия между приложениями показал, что по сочетанию следующих факторов - независимость от версии приложения, скорость построения трехмерных моделей и размер данных, которыми обмениваются приложения (в порядке важности фактора) лидируют технологии СОМ (для ОС Windows) и CORBA (для отличных от Windows платформ) [20]. Взаимодействие посредством командных файлов не позволяет осуществлять построение моделей в фоновом режиме, что существенно увеличивает время построения модели. Взаимодействие посредством внутренних форматов

систем имеет следующий недостаток - с выходом новой версии программного продукта (1-2 раза в год), часто меняется и структура файла, что приводит к необходимости частичной или полной переработки модуля взаимодействия.

На основании

анализа требований к проектируемой системе, была разработана система

оценки возможностей лингвистических сред программирования:

• поддержка сложной иерархии наследования классов;

• графические возможности ОС и среды программирования

• полнота и качество визуальных компонентов и методов работы с ними;

• возможности по оптимизации выходного модуля;

• наличие средств работы с файлами и базами данных;

• поддержка технологий обмена данными между приложениями;

• стоимость готового программного продукта;

• скорость компилирования программы;

Рис. 4 Результаты сравнительного анализа djUfefl программирования

• требования к ресурсам компьютера.

Как показал анализ, максимальные оценки с точки удовлетворения заявленных требований - у сред Visual С++, Delphi и С++ Builder (рис. 4). При этом, каждая из них имеет сильные и слабые стороны относительно других. Использование сильных сторон каждой среды программирования позволит создать наиболее гибкую и, одновременно, более совершенную систему: ядро системы и модули, отвечающие за базовые расчеты, рационально разрабатывать в С++ Builder, обладающей более развитым набором визуальных компонентов, а модули взаимодействия с CAD/CAM/CAE-системами - в средах Visual С++ и Delphi. Стыковка интерфейсов частей, написанных в разных средах, возможна с использованием динамически подключаемых библиотек (DLL).

' Система компоновки и формирования облпкафкпеляжа магистрального самолета

Сервисные функции (пользовательский интерфейс, ввод/вывод и тд ) J .

™j Исходные данные для расчета

Комплексная расчетная модель

Параметрические модели оборудования и обводов

Форма поперечного сечения

Окружность

Гор восьмерка

Верт восьмерка

Окружность минимального радиуса

Продольная компоновка палуб

Визуализация результатов расчетов

Однотонная закраска Билинейная интерполяция

Взаимодействие с CAD/CAM/CAE

Макрос СОМГСОКВА Внутренний формат

Статистика готовых схемных решений — — — — — ----- --------------------- - —---

I ,----------------_------------------------

I4, Результаты расчета, рекомендации инженеру-проектировщику

Рис 5 Комплексная расчетная модель в иерархической структуре СКиФОФ МС Третья глава посвящена описанию моделей и алгоритмов, используемых в комплексной расчетной модели, включающей в себя параметрические модели оборудования и обводов, формы поперечного сечения, методы поиска окружности минимального радиуса, методы формирования обводов, используемые при продольной компоновке, методы взаимодействия с САО/САМ/САЕ-системами (рис. 5). Каждая из подмоделей использует данные из предметной базы знаний, в которой хранятся данные по «стандартным» моделям оборудования, типовые конструктивно-компоновочные решения, нормы, АП, ограничения инфраструктуры (рис. 6),

геометрические решения, библиотеки работы с примитивами и т.д.

При компоновке палубы элементами

конкретного типа,

конструктор имеет

возможность изменять значения ключевых

Рис. 6. Область существования МС

параметров, описывающих эти элементы, например, для пассажирского и грузового оборудования матрицы параметров имеют следующий вид:_

с в ,

< > ( \ X

1ЧБ, А, В, С, О,С, Н,Р, Р„„, М,...) (2)

Р1 ь

(Т,Ь, V, М, Мша, РоЫз)

(3)

Формирование обводов базируется на методе контрольных точек и использует технологию построения базовых проекций с последующим построением трехмерных моделей в САЭ/САМ/САЕ-системах. Более подробно выбор и описание контрольных точек для каждого типа оборудования описаны в [2].

Контрольные точки выполняют следующие функции (рис. 7):

• служат для построения выпуклой оболочки и огранивают снизу область существования палубы;

• используются при оптимизации компоновочного решения;

• служат для проверки выполнения норм и правил размещения оборудования;

• позволяют оценить влияние того или иного критерия на параметры внешних обводов.

оборудования

Пример оптимизации компоновки по контрольным точкам приведен на

рис. 8.

Рис. 8 Пример оптимизации компоновки сечений по геометрии компонуемых элементов Задача отыскания рационального радиуса внешних обводов по контрольным точкам имеет следующий вид:

тахКРАа (х0,;0)=>шт

J »«л

КрАЦ./Яо'Уо) = -ХоУ (4)

^ ВН = ^ РАЦ + 5

3 £ } - множество контрольных точек

В результате проведенного анализа существующих алгоритмов поиска окружности была определена зависимость числа операций Т от числа точек п и выбраны 2 алгоритма поиска окружности, обладающие наибольшей

Рис 9 Зависимость Т(п) алгоритмов поиска окружности минимального радиуса где 1 - Метод перебора точек без повторов;

2 - Метод «параллельных прямых»;

3 - Метод с последовательным включением точек.

При продольной компоновке также используются контрольные точки, по которым строится огибающая (рис. 10). Для построения огибающей используются В-сплайны.

JJJMJIJ

t/d

каиашдмди imm

Рис. 10. Построение В-сплайна по набору сечений Четвертая глава посвящена описанию основных возможностей и принципов работы созданного соискателем программного продукта, созданного на основе разработанной методики, - системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета и его практическому применению для построения трехмерных моделей в САО/САМ/САЕ-системах, а также расчету полей зазоров и полей напряжения для задачи стыковки двух секций фюзеляжа. Место, занимаемое СКиФОФ МС в структуре системы автоматизированного формирования облика самолета (САФОС) показано на рис. 11.

Программно-технический кдмпяскс |

□ 1г

¡qsrt»K"n мьгн

tforn

Кая Ьмк ипмшш ПжмП ЦПЛШН1 ЭксПфТОЯ сигтоа МИ*М» САП*

I " 1 4. - . _ *

L Тг.Даюые »«пик«» fMtnpaiuon

Катали лигхгелп Катал» колк иск<и Катали кресел Кат л ли профялм Анимтрши Оборчат»« (иафя

»лаиргсосяжЛА

- i AawwwiKa

1 Ощщмюш ЖШЧЯЧЯфШТШ

t У м ly awwaua

Экспресс-анялт компонов очны х

pfMfWtfl_

Внутренняя компоновка фюзеляжа

Расчет габаритных размеров

Создание 3-Е моделгё

Рис. 11. Место СКиФОФ МС в иерархической структуре САФОС

Согласно требованиям к системе, СКиФОФ МС должна обладать возможностью создания трехмерных моделей в большинстве CAD/CAM/CAE-систем, применяемых в авиационной промышленности. В рамках данной диссертационной работы в качестве примера программная реализация СКиФОФ МС выполнена с системами SolidWorks, CATIA и COSMOS/M, также имеется возможность создания файлов VRML-формата для работы через Интернет. Пример работы с модулями системы приведен на рис. 12.

1. Формирование обводов фюзеляжа

MiMOMÂ

" Г_ШИ1 Г I

Рис. 12. Пример работы с модулями СКиФОФ МС Разработанная система включает в себя 6 основных модулей, связанных единым адресным пространством и предназначенных для оптимизации компоновки, расчета параметров поперечного сечения и продольной компоновкой салонов, 4 модуля осуществления взаимодействия с САЭ/САМ/САЕ-системами и набора модулей, осуществляющих работу с параметрическими моделями оборудования (пассажирского, грузового и т.д.). Блок-схема, показывающая состав и взаимодействие модулей САПР, приведена на рис. 13.

SolidWorkb-

САНА

VRML (Internet)

Ж®

шШ

COSMOS/M

m дц us. ■яяатаяка.-г a;

AC КнФОФ MC

Предметные базы данных

JOC

Мод>ль вводя данных

«и •в-

Расчетный мад\ль

- Компоновка поперечных сеяений

- Продольная компоновка

- Работа со статистикой итд

Оптимизация

компоновки

Модуль bib) алшацнп результатов

Модули взаимодействия с CAD САМ CAE

« в

о ® * £ 5 а

я «

st а

t* о

Си £

a s t

я е- s

й s 1

5 3 S

S S- Ч

М в £

4» ^

з К

8 п

О. о

I и

б §

5 я

Рис 13. Блок-схема взаимодействия АС КиФОФ МС и САО/САМ/САЕ-систем Применение разработанной системы позволяет в среднем в 7-8 раз сократить построения трехмерных моделей в САЭ/САМ/САЕ-системах по сравнению с неавтоматизированным построением (табл. 3) [19].

Таблица 3 Сравнение времени построения тестовой модели (две палубы в сечении' грузовая палуба с контейнером Ш-8 и пассажирская палуба - два блока по два кресла)

Параметр Ручной режим, с Автоматический режим, с

Запуск и загрузка САЭ-системы 5* 5*

Ввод символа, щелчок мыши, вызов операции меню 1/2=*

Координата точки (2 координаты по 4 символа) 4*2*к=8к

Отображение пола первой палубы (строится по 4-м точкам) 4*8/t+*+4*=37* 21*

Отображение контейнера (строится по 6-ти точкам) 6*8*+*+4*=53*

Отображение пола второй палубы 37*

Отображение одного кресла (строится по 10 точкам) 10*8*+*+4*=85*

Создание блока кресел 2*(12*+*)=26*

Построение обводов фюзеляжа (окружность) 8*+4*+*+4А=17*

«Сборка фюзеляжа» (вставка п элементов) п*(к+3*$к)=25к*п п=6

Итого: 405Л+5=207.5 26*

♦Время, затраченное на построение модели фюзеляжа на компьютере следующей конфигурации: Pentium Celeron 2.26 ГГц, 256 Мб ОЗУ, 30 Гб жесткий диск, ОС Windows ХР, SolidWorks 2001 Plus.

С целью подтверждения адекватности расчетной модели и точности алгоритмов, была проведена верификация результатов расчета, осуществляемых системой (проверка соответствия требованиям достоверности) - было проведено сравнение результатов расчета компоновки с параметрами физических моделей самолетов (рис. 14,15).

s, »1=

¿.B-V

Гву

- L-1*011

Рис 14 Изменение погрешности расчетов от площади поперечного сечения

Рис. 15 Изменение погрешности расчетов от высоты фюзеляжа

-Ил-ШМб

nr-Kl-Mrtu...

АМ»

L-I01I

Для верификации, в качестве экспериментальной базы были выбраны 15 моделей самолетов различной пассажировместимости. Анализ полученных результатов показывает, что для более 90% исследуемых моделей самолетов ошибка расчетов не превышает 5%.

ВЫВОДЫ

В диссертационной работе получены следующие теоретические и прикладные результаты:

1. В рамках исследования выявлено, что сокращение сроков, стоимости и повышение качества проектирования может быть обеспечено путем использования комплексной САПР, включающей инвариантную систему автоматизированного формирования проектных гипотез и CAD/CAM/CAE-системы.

2. Проведенный анализ показывает необходимость и возможность автоматизации ФОС, что позволяет сократить время формирования проектных гипотез в 2-3 раза за счет построения формально-эвристических моделей и включения прикладного программного обеспечения в состав комплексной САПР.

3. Проведенный анализ инструментов, принципов и средств разработки систем автоматизированного проектирования показал что:

• построение системы «по спирали» позволяет организовать ее поэтапное внедрение в технологический процесс, сочетая эксплуатацию и наращивание функциональных возможностей системы;

• наиболее эффективным способом является хранение данных о проектных гипотезах в виде структурированного файла в соответствии с иерархией моделей (итоговый коэффициент оценки 61,5% от максимального уровня);

• сопоставление различных технологий унификации взаимодействия приложений позволило определить приоритеты их использования. По сочетанию факторов - независимость от версии, автоматическое взаимодействие, скорость построения трехмерных моделей и размер данных, которыми обмениваются приложения, - выбрана технология СОМ.

4. На основе научно-методического обеспечения была разработана концепция и выполнена программная реализация автоматизированной системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС), предназначенной для проведения проектных исследований при формировании облика самолета, что позволяет в среднем в 7-8 раз сократить время, затрачиваемое на построение модели фюзеляжа в системе SolidWorks.

5. На основе научно-методического обеспечения была разработана концепция и выполнена программная реализация системы визуализации полей зазоров и напряжений, предназначенной для оптимизации расстояний между отверстиями временного крепежа в стыкуемых секциях фюзеляжа. Использование специальных методов и свойств многократной симметрии при взаимодействии с системой COSMOS/M позволяет сократить объем вычислений в 2-4 раза, рассматривая ситуацию только для одного отверстия и обобщая ее на случай N отверстий.

унификации наборов процедур для инвариантного использования CAD/CAM/CAE-систем, реализована инвариантность взаимодействия относительно 2-х систем (SolidWorks и CATIA) и файлов VRML-формата, выявлены способы обеспечения инвариантности и для других систем.

7. Приведенные в работе математические доказательства, базирующиеся на результатах фундаментальных исследований в области авиации, геометрии и программирования, подтверждают адекватность выбранных методов и принятых допущений, составляющих основу расчетной модели фюзеляжа самолета. Верификация алгоритмов СКиФОФ MC показала, что система соответствует заданным техническим требованиям и обеспечивает получение достоверных результатов - средняя величина ошибки расчетов не превышает 5%.

8. Выработаны проектные рекомендации для использования разработанного научно-методического обеспечения при разработке программных модулей в рамках комплексной САПР.

Таким образом, в данной диссертационной работе разработано научно-методическое обеспечение САПР, включающее методики, алгоритмы и прикладные программные средства создания комплексной САПР на основе инвариантного прикладного программного обеспечения и CAD/CAM/CAE-систем.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Буряков A.A., Колесников ВЛ. Автоматизированное формирование облика поперечного сечения фюзеляжа дальнемагистрального пассажирского самолета // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов X Юбилейной Международной школы-семинара. - М: МГИЭМ, 2002, с. 108.

2. Буряков A.A., Колесников B.JI. Автоматизированное формирование поперечного сечения фюзеляжа дальнемагистрального самолета // Будущее авиации и космонавтики 2002. - М: МАИ, 2002, с. 32-38.

3. Буряков A.A., Колесников В.Л. Система формирования поперечного сечения фюзеляжа магистрального самолета // Первая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности». - М: ОАО «ОКБ Сухого», 2002, с. 80-86.

4. Буряков A.A., Колесников В.Л. Формирование поперечного сечения фюзеляжа дальнемагистрального пассажирского самолета с точки зрения эксплуатации // Четвертая Международная научно-техническая конференция — Чкаловские чтения «Инженерно-физические проблемы авиационной и космической техники». Сборник материалов. - г. Егорьевск: ЕАТК, 2002, с. 33-34.

5. Буряков A.A., Колесников В.Л. Автоматизация процесса компоновки поперечного сечения фюзеляжа дальнемагистрального пассажирского самолета // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского. - М: Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского, 2002, с. 97-98.

6. Буряков A.A., Колесников В.Л. Использование метода контрольных точек при автоматизированном формировании обводов фюзеляжа // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского. - М: Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского, 2003, с. 95-96.

7. Буряков A.A., Колесников ВЛ. Математические и компьютерные модели компоновки пассажирских самолетов // XXIX Гагаринские чтения. - М: МАТИ, 2003

8. Буряков A.A. Алгоритмы формирования омываемой поверхности фюзеляжа самолета с использованием CAD/CAE-систем // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XI Международной студенческой школы-семинара. - М: МГИЭМ, 2003, с. 134-136.

9. Буряков A.A., Колесников В.Л., Куприков М.Ю. Структурно-параметрический анализ схем компоновочных сечений фюзеляжей магистральных самолетов большой пассажировместимости // Проблемы создания перспективной авиационной техники. - М: МАИ, 2003, с. 51-55.

10. Буряков A.A., Колесников В Л., Куприков М.Ю. Структурная модель формирования омываемой поверхности фюзеляжа самолета // Проблемы создания перспективной авиационной техники. - М: МАИ, 2003, с. 267-271.

11. Буряков A.A., Колесников ВЛ. Автоматизация процесса компоновки фюзеляжа магистрального пассажирского самолета с использованием систем геометрического моделирования» // Авиация и космонавтика - 2003, - М: МАИ, 2003,1 с.

12. Буряков A.A. Автоматизация проектирования и интегрирование САПР // XXX Гагаринские чтения. - М: МАТИ, 2004, с. 140-141.

13. Буряков A.A. Рост роли прикладного обеспечения при проектировании с использованием СГМ // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара. - М: МГИЭМ, 2004, с. 189-190.

14. Буряков A.A. Программные методы создания системы проектирования внешних обводов грузопассажирского авиалайнера // Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности». - М: ОАО «ОКБ Сухого», 2004, с. 612-617.

15. Буряков A.A. Применение CAD-систем в проектировании фюзеляжа грузопассажирского самолета // Вторая всероссийская научно-практическая конференция «Применение ИПИ-технологий в производстве». Тезисы докладов. - М: МАТИ, 2004, с. 16-18.

16. Буряков A.A. Прикладное программное обеспечение и CAD-системы формирования облика фюзеляжа авиалайнера II Федеральная итоговая научно-техническая конференция творческой молодежи по естественным, гуманитарным и техническим наукам. - М: МГИЭМ, 2004, с. 128-130.

17. Буряков A.A. Концептуальные вопросы формирования геометрического облика фюзеляжа авиалайнера с использованием современного программного обеспечения [Электронный ресурс] // «Прикладная геометрия»: Электронный журнал - М: МАИ, 2005, Вып. 7, №15, с. 39-51. -

24 -

»"62 19

Режим доступа: http://www.mai.ru/~apg

18. Буряков A.A. Вопросы интеграции САПР как средство повышения эффективности проектирования // Материалы XI международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики сплошных сред» - М: «Оптимпресс», 2005.

19. Буряков A.A., Колесников В.Л., Куприков М.Ю., Рипецкий A.B. Современные методы повышения эффективности проектирования магистрального самолета // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». - М: Машиностроение, 2005, №12, с. 48-50.

20. Буряков A.A. Методы и технологии обмена данными систем автоматизированного проектирования [Электронный ресурс] // «Труды МАИ»: Электронный журнал. - М: МАИ, 2005, №20. - 11 с. - Режим доступа: http://www.mai.ru

21. Буряков A.A. Развитие идей, методов и технологий разработки систем автоматизации проектирования // «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн». - М: ООО «Графос», 2005, №2, с. 18-20.

22. Буряков A.A., Куприков М.Ю. Технологии и методы обмена данными систем автоматизированного проектирования // Журнал «Качество и жизнь». - М: ИжГТУ, 2005, №6, с. 126-136.

23. Буряков A.A., Куприков М.Ю. Формирование геометрического облика фюзеляжа авиалайнера с использованием прикладного программного обеспечения и CAD-систем // Проектирование, конструирование и производство авиационной техники. - М: МАИ, 2005, с. 16-21.

24. Буряков A.A. Прикладное программное обеспечение и современные CAD/CAM/CAE-системы в решении задачи формирования облика фюзеляжа авиалайнера // Третья научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Исследования и перспективные разработки в авиационной промышленности». Материалы и статьи конференции. - М: ОАО «ОКБ Сухого», 2005, с. 416-422.

25. Буряков A.A. Современные методы и пути развития САПР // «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн». - М: ООО «Графос», 2006, № 1 (3), с. 20-21.

Соискатель:

С автором можно с nail: alex_twims@rambler.ru

А. А. Буряков

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Буряков, Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор систем автоматизированного проектирования.

1.1.1. Структура и функциональные возможности систем нижнего уровня

1.1.2. Структура и функциональные возможности систем высшего уровня

1.1.3. Структура и функциональные возможности систем среднего уровня

1.2. Сравнительный анализ систем в приложении к задачам этапа предварительного проектирования самолета.

1.2.1. Задачи этапа формирования облика самолета.

1.2.2. Сравнительный анализ методов создания трехмерных моделей.

1.2.3. Сравнение систем по наличию САМ/САЕ-модулей.

1.2.4. Сравнительный анализ методов и стандартов обмена данными.

1.2.5. Результаты сравнительного анализа систем.

1.3. Предпосылки создания автоматизированной системы ФОС в рамках комплексной САПР.

1.3.1. Анализ эволюции и динамики развития САПР.

1.3.2. Сравнение методов построения САПР.

1.4. Постановка задачи исследования.

1.4.1. Вербальная постановка задачи.

1.4.2. Математическая постановка задачи.

1.5. Выводы.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ И ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ.

2.1. Блочно-иерархическая модель системы.

2.2. Общесистемные принципы создания программ.

2.3. Архитектура системы и моделирование взаимосвязей.

2.4. Анализ технологий разработки программ.

2.5. Анализ методов хранения данных.

2.6. Анализ технологий обмена данными между приложениями.

2.6.1. Файлы внутренней структуры приложения.

2.6.2. Командные файлы и макросы.

2.6.3. СОМ- и CORBA-технологии.

2.6.4. Динамический обмен данными и механизм связывания и внедрения объектов.:.

2.6.5. Итоги сравнения подходов к передаче данных.

2.7. Сравнительный анализ сред программирования.

2.8. Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ АГРЕГАТОВ, МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ОБВОДОВ.

3.1. Математические модели агрегатов и систем.

3.1.1. Базовый класс «палуба».

3.1.2. Математическая модель пассажирских кресел.

3.1.3. Математическая модель грузового оборудования.

3.1.4. Модели служебно-бытового оборудования.

3.1.5. Математическая модель центроплана.

3.1.6. Формализация контрольных точек.

3.1.7. Формализация совместной компоновки палуб в поперечном сечении фюзеляжа.

3.2. Математическая модель геометрических обводов сечения фюзеляжа.

3.3. Математические методы построения описанной окружности минимального радиуса.

3.4. Построение схемы «вертикальная» восьмерка.

3.5. Построение схемы «горизонтальная восьмерка».

3.6. Продольная компоновка салона.

3.7. Методы построения направляющих кривых обводов фюзеляжа.

3.7.1. Интерполяционный многочлен в форме Лагранжа.

3.7.2. Кусочно-кубические многочлены Эрмита.

3.7.3. Кубические сплайны.

3.7.4. Аппроксимации кривыми Безье.

3.8. Решение задачи стыковки секций фюзеляжа.

3.9. Метод билинейной интерполяции.

3.10. Форматы хранимых данных.

3.11. Выводы.

4. ПРИКЛАДНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФЮЗЕЛЯЖА САМОЛЕТА.

4.1. Основные требования, предъявляемые к системе.

4.2. Состав аппаратных и программных средств.

4.3. Назначение, принципы работы и возможности системы.

4.3. Интерфейс пользователя.

4.3.1. Поперечная компоновка сечения.

4.3.2. Продольная компоновка фюзеляжа.

4.3.3. Справка «О программе».

4.3.4. Подсистема статистической информации.

4.4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С САО/САМ/СА&системами.

4.4.1. Передача данных в CAD/CAM/CAE-системы.

4.4.2. Создание файла VRML-формата.

4.4.3. Передача данных в системы Solid Works и CATIA.

4.5. Проверка адекватности моделей.

4.6. Программная реализация взаимодействия с системой COSMOS/M.

4.7. Проектные рекомендации.

4.7.1. Проектные рекомендации по развитию разработанных программных компонентов.

4.7.2. Проектные рекомендации для написания новых систем.

4.8. Выводы.

ВЫВОДЫ.

Введение 2006 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Буряков, Александр Александрович

Последние десятилетия характеризуются появлением на мировом рынке систем автоматизированного проектирования (САПР), решающих широкий спектр задач геометрического моделирования, инженерного анализа, технологической подготовки производства и электронного документооборота, которые получили широкое распространение в аэрокосмической промышленности, более того, часть из них и создавалась в крупнейших аэрокосмических корпорациях.

В западной литературе термин САПР (Computer Aided Design, CAD) появился в конце 50-х годов прошлого века. При этом CAD-система рассматривалась только как система геометрического моделирования (СГМ).

Эволюция CAD-систем привела к появлению четырех наиболее значимых классов прикладных систем, соответствующих понятию САПР в Российской классификации [7]:

- CAD (Computer Aided Design) - система автоматизации проектных (чертежных) работ;

- CAE (Computer Aided Engineering) - система автоматизации инженерных работ;

- САМ (Computer Aided Manufacturing) - системы автоматизированной подготовки производства;

- PDM (Product Data Management) - системы управления инженерными данными и производственной информацией.

Технологии CAD/CAM/CAE/PDM-систем заключаются в автоматизации и повышении эффективности конкретных стадий жизненного цикла продукта [115]. Для автоматизации проектных работ наиболее значимыми являются CAD/CAE-системы.

Рис. В.1. Жизненный цикл продукта По опубликованным данным использование САПР позволяет в 2-3 раза сократить время проектирования и доводки летательных аппаратов (ЛА), в 3-5 раз - время подготовки их производства. При этом затраты на разработку сокращаются на 50-80% [51].

CAD/CAM/CAE-системы - универсальны, направлены на решение широкого круга задач. Но при всем многообразии их функциональных возможностей для геометрического моделирования и «электронизации» инженерной документации им не хватает специализированного инструментария, который бы направлял конструктора путем предложения ему проектных альтернатив при решении той или иной прикладной задачи.

Анализ

Концептуализация проекта

Анализ и оптимизация проекта

Оценка проекта

Аналитическая модель

Проектная документация

Разработка

Планирование выпуска

Планирование процессов

Контроль качества

Отгрузка

Выпуск

Упаковка

Проектирование и приобретение новых инструментов

Заказ материалов

Программирование ЧПУ, ЧПУ типа CNC и ЧПУ типа DNC

Необходимость разработки

Технические требования для разработки

Маркетинг

Анализ осуществимости и сбор сведений для разработки

Процесс разработки

Синтез

Процесс производства

Первичные операции процесса разработки, такие как Определение необходимости разработки, Формулирование технических требований, Анализ осуществимости и сбор сведений для разработки, а также Концептуализация разработки, относятся к подпроцессу синтеза (рис. В.1). Его результатом является концептуальный проект предполагаемого продукта. В этой части цикла, занимающей 5-10% от суммарных затрат труда на разработку продукта, принимается до 70-80% решений по проекту, определяется функциональность продукта, делаются основные финансовые вложения, необходимые для реализации идеи продукта [74].

Большая часть информации, порождаемой и обрабатываемой в рамках подпроцесса синтеза, является качественной, а, следовательно, неудобной для компьютерной обработки и преимущественно осуществляются конструктором вручную. Применение существующих CAD/CAE-систем на этом этапе весьма ограничено, так как их использование предполагает детальную проработку и построение модели в рамках уже принятого решения. Однако и на этом этапе разработчик может и должен использовать компьютер, например, при помощи баз данных собирать важную для анализа осуществимости информацию, а также пользоваться специализированными системами, позволяющими направленно решать определенные специфичные проблемы, проводить параллельную проработку ряда альтернативных вариантов, обеспечивая эффективность создания концептуальных проектов.

Готовый концептуальный проект анализируется и оптимизируется — это уже подпроцесс анализа. Прежде всего вырабатывается аналитическая модель, поскольку анализируется именно модель, а не сам проект. Очевидным является тот факт, что качество результатов, которые могут быть получены в результате анализа, непосредственно связано с качеством выбранной модели, которым оно ограничивается. На этапе анализа широко используются различные CAD/CAE-системы.

-—( Выбор

ОпределениеЛч. материала размеров у —г^

Метод сборки

Концептуальный v проект >

Чертеж детали

Расчет толщины

Модель изделия

S. ' Я М i

Размещение . деталей .

Моделирование

Автоматическая распилка .

Работа ^ с материалом

Автоматическая сборка .

Зажимы и крепления

САМ

Рис. В.2. Взаимодействие CAD, САМ и CAE систем

Данное диссертационное исследование направлено на поиск путей, методов и средств автоматизации этапа концептуального проектирования авиационной техники на основе использования передовых информационных технологий.

Наиболее сложным и востребованным объектом авиационной техники являются магистральные самолеты. Потребности внутреннего рынка России определила Федеральная программа развития авиации.

В настоящее время большинство авиакомпаний различных стран эксплуатируют самолеты, созданные в 1970-е и 1980-е годы. Два популярных в мире авиалайнера Boeing 737 и 747 были созданы в 1967 и 1969 годах соответственно. Самые популярные легкие самолеты Cessna 172 и Piper Cherokee еще более старые. Более того, самым старым из находящихся в эксплуатации, остается почтенный Douglas DC-3, которому сейчас более 65 лет [87].

Пассажирский самолет содержит порядка 106-108 деталей, для сравнения, автомобиль - около 10 тысяч. Продолжительность разработки нового самолета (до первого полета опытного образца) выросла с 3-4 лет в 60-е годы прошлого века до 8-10 лет в 80-е годы и продолжает расти по мере усложнения конструкций. Как следствие, увеличиваются ресурсы человеческого труда и машинного времени, необходимого на разработку конструкции, постоянно растет число специалистов, участвующих в разработках. По зарубежным данным, трудозатраты в человеко-часах на разработку 1 кг массы конструкции самолета возросцел — Н 4CJI ~~ ч ли с 4-5 —:— в начале пятидесятых годов до 25-30 —:— в семидесятые и кг кг продолжают расти.

Сложность и повышение требований к характеристикам современной авиационной техники вызывает увеличение расходов на проектирование самолетов. Причем, планируемые и истинные величины стоимости и времени проектирования и изготовления, как правило, существенно отличаются. Это объясняется ограниченными способностями человека обрабатывать огромные потоки информации, принимать решения в условиях большой неопределенности, вызванной невозможностью достаточно глубокой проработки всех вопросов, связанных с проектированием сложных объектов на различных этапах его разработки. Кроме этого, при проектировании новых моделей самолетов происходит существенное смещение акцентов по сравнению с концепциями, которые закладывались в существующие модели самолетов. Принцип «делай то, что позволяет современный научно-технический уровень» заменяется принципом «делай то, что нужно сделать».

В настоящее время неизвестны алгоритмы прямого синтеза сложных технических объектов. Их проектирование осуществляется многократным повторением анализа различных вариантов проектных альтернатив. Особенность проектирования самолета - максимальное количество концептуальных решений на самых ранних этапах проектирования в условиях максимальной неопределенности. От качества этих решений в огромной мере зависит возможность последующей реализации проекта самолета с желаемыми характеристиками в заданные сроки.

Стала очевидной настоятельная потребность поиска путей и средств повышения производительности труда конструктора при одновременном увеличении качества проектных работ, сокращения сроков проектирования и снижения материальных затрат. Приведенные выше причины привели к необходимости разработки научно-методического обеспечения создания прикладного информационного обеспечения для автоматизации задач этапа концептуального проектирования и разработки на их основе автоматизированной системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета, с возможностью передачи результатов моделирования для дальнейшего анализа в существующие СГМ.

Актуальность проблемы и возможность ее решения на принципиально новом техническом уровне обусловили выбор темы исследования.

Методологической и теоретической основой исследования являются фундаментальные труды по проблемам проектирования конструкции, оборудования и эксплуатации самолетов, к которым относятся работы ведущих специалистов С.М. Егера [41, 49, 50], В.В. Мальчевского [71, 72, 73], О.С. Самойловича [89, 90], А.Н. Арепьева [2, 3, 4, 5, 6], В.А. Киселева [55, 56], М.Ю. Куприкова [60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67] и ряда других отечественных и зарубежных авторов [11, 12, 52, 93, 95, 96, 100, 113, 114], ученых ЦАГИ [102, 103] и других авиационных НИИ. В работах С.М. Егера и В.В. Мальчевского заложены теоретические основы автоматизированного проектирования самолетов. В работах В.В. Мальчевского предложен матрично-топологический метод синтеза схемы и компоновки самолета. В работах М.Ю. Куприкова приведено научно-методическое обеспечение автоматизации решения «обратной» задачи проектирования самолета при «жестких» ограничениях. Работы А.Н. Арепьева посвящены вопросам выбора параметров и вариантов компоновок фюзеляжей магистральных самолетов.

Математические методы моделирования, применяемые в авиастроении, развивались в работах В.А. Зубкова, В.А. Надолинного, В.А. Осипова, Н.Н. Рыжова [104], А.Д. Тузова [98], Н.Ф. Четверухина, П.В. Филлипова, В.И. Якунина [104] и их учеников, а также зарубежными учеными: Дж. Албергом, П. Бе-зье [107], К. Де Бором [110], П. Кастальжо, С.А. Кунсом [109], Р.А. Лаймингом, Э. Нильсоном, М. Праттом [83], Дж. Уолшом, Дж. Ферпосоном, А. Фоксом. При выполнении исследования использованы основополагающие работы по теории сплайн-функций и полиномов высоких степеней: В.А. Зубкова, В.А. Осипова, А.Д. Тузова, П. Безье, К. Де Бора; вопросам автоматизации графических работ и использования ЭВМ в начертательной геометрии: П. Безье, В.А. Надолинного, П.В. Филлипова, В.И. Якунина; вопросам создания систем автоматизации проектирования: И.П. Норенкова [76, 77, 78], В.В. Липаева [69], А.И. Петренко [81], Б.Я. Советова [94], С.А. Яковлева [94].Работами в области автоматизации компоновки салона магистрального самолета занимались как в нашей стране, так и за рубежом. Среди них работы С.М. Егера, О.С. Самойлови-ча, В.В. Мальчевского, М.Ю. Куприкова, А.А. Пухова [85], Н.К. Лисейцева, X. Хаберланда [111, 112].

В работах В.В. Мальчевского предложена методика автоматизированной продольной компоновки пассажирской палубы.

В автоматизированной системе проектирования самолетов VisualCAPDA, разрабатываемой при участии профессора X. Хаберланда на UNIX-платформе, осуществляется попытка автоматизации всего цикла проектно-конструкторских работ.

Практическая ценность диссертационной работы.

Практическая ценность разработанного научно-методического обеспечения заключается в возможности построения на его основе инвариантного относительно различных СГМ прикладного программного обеспечения в рамках комплексной САПР. Разработанные методы и алгоритмы использованы соискателем при создании системы компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС) и системы визуализации полей зазоров и напряжений, которые являются «инструментами» проектировщика-исследователя для формирования различных вариантов решений.

Внедрение результатов.

Разработанные геометрические, математические и аналитические модели оборудования, процедуры компоновки, алгоритмы и программы, вошедшие в систему, внедрены на ЗАО «АвиаСТЭП», ООО «SolidWorks-Russia».

Основные теоретические положения и некоторые результаты исследования опубликованы автором в девяти научных статьях [17, 18, 23, 25, 29, 32, 36, 37, 38], а также содержатся в тезисах докладов [14, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 27, 28, 30, 31, 33, 34, 35] на научно-технических конференциях всероссийского и международного значения.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов по работе, списка литературы (116 работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации - 208 страниц, включая 12 таблиц и 103 рисунка.

Заключение диссертация на тему "Взаимодействие прикладного информационного обеспечения при формировании геометрического облика магистрального самолета"

ВЫВОДЫ

В диссертационной работе получены следующие теоретические и прикладные результаты:

• наиболее эффективным является хранение данных о проектных гипотезах в виде структурированного файла в соответствии с иерархией моделей (итоговый коэффициент оценки 61,5% от максимального уровня);

5. На основе научно-методического обеспечения была разработана концепция и выполнена программная реализация системы визуализации полей зазоров и напряжений, предназначенной для оптимизации расстояний между отверстиями временного крепежа в стыкуемых секциях фюзеляжа. Использование специальных методов и свойств множественной симметрии при взаимодействии с системой COSMOS/M позволяет сократить объем вычислений в 2-4 раза, рассматривая ситуацию только для одного отверстия и обобщая ее на случай N отверстий.

6. Программная реализация СКиФОФ МС доказывает реальные практические преимущества разработки прикладных программных комплексов по сравнению с традиционными решениями. Выработана модель унификации наборов процедур для инвариантного использования CAD/CAM/CAE-систем, реализована инвариантность взаимодействия относительно 2-х систем (Solid-Works и CATIA) и файлов VRML-формата, выявлены способы обеспечения инвариантности и для других систем.

7. Приведенные в работе математические доказательства, базирующиеся на результатах фундаментальных исследований в области авиации, геометрии и программирования, подтверждают адекватность выбранных методов и принятых допущений, составляющих основу расчетной модели фюзеляжа самолета. Верификация алгоритмов СКиФОФ МС показала, что система соответствует заданным техническим требованиям и обеспечивает получение достоверных результатов - средняя величина ошибки расчетов не превышает 5%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При современных все ускоряющихся темпах научно-технического прогресса динамика проектирования является одной из важнейших его характеристик, а сокращение сроков, стоимости и повышение качества проектирования становится одним из главных требований. Сложность и повышение требований к характеристикам современной авиационной техники вступает в противоречие с ограниченными способностями человека обрабатывать огромные потоки информации, принимать решения в условиях большой неопределенности, вызванной невозможностью достаточно глубокой проработки всех вопросов, связанных с проектированием сложных объектов на различных этапах его разработки.

Одним из решений данной проблемы является использование в проектно-конструкторских работах систем автоматизированного проектирования. Проведенный анализ рынка САПР показал практическую неприменимость предлагаемых программных продуктов для решения проектных задач на этапе формирования облика самолета. Вместе с тем, анализ работ убеждает в необходимости тесной интеграции наработок в области создания автоматизированных систем, математических методов моделирования, применяемых в авиастроении, проектирования конструкции, оборудования и эксплуатации самолетов, методик автоматизации компоновки магистрального самолета, автоматизированного формирования облика магистрального самолета с целью повышения качества принятия технических решений на ранних этапах проектирования и создания современных САПР. Решение данной задачи требует разработки принципиально нового класса программных продуктов - средств формирования проектных гипотез по проекту, позволяющих инженеру-проектировщику сократить время формирования множества альтернативных компоновочных решений и оценить характеристики создаваемого самолета. Это обусловило выбор направления данного диссертационного исследования.

Для обеспечения заданных требований автоматизированная система должна обладать следующими качествами:

- высокой скоростью расчета и достоверности получаемых результатов,

-быть интуитивно понятной и простой в использовании,

-работать в автономном и комплексном режиме;

-иметь средства для взаимодействия с различными CAD/CAM/CAE-системами.

Научная новизна диссертации заключается в разработке научно-методического обеспечения создания комплексной САПР для формирования геометрического облика самолета на основе инвариантного прикладного программного обеспечения и современных CAD/CAM/CAE-систем, построенного на базе комплекса разработанных методов, моделей и алгоритмов унификации.

В ходе работы был проведен анализ различных инструментов, методов и средств построения САПР, апробирован метод декомпозиции САПР в соответствии с иерархической моделью проектируемого изделия, выявлены методы хранения данных и архитектура, обеспечивающие поэтапное наращиванию возможностей системы, а также технологии, обеспечивающие эффективную передачу данных во внешние CAD/CAM/CAE-системы.

Для использования в САПР была модифицирована стандартная методика расчета, построены программные классы, отвечающие за работу с параметрическими моделями оборудования, разработана комплексная расчетная модель и созданы автоматизированная система компоновки и формирования облика фюзеляжа магистрального самолета (СКиФОФ МС) и система визуализации полей зазоров и напряжений, работающие в составе комплексной САПР и обеспечивающие точное и оперативное решение проектных задач.

В ходе работы были получены следующие новые результаты:

- Разработано научно-методическое обеспечение по унификации методов моделирования в прикладном программном обеспечении;

- Разработано методическое и программное обеспечение инвариантного взаимодействия с различными внешними CAD/CAM/CAE-системами при автоматизации этапа концептуального проектирования изделия;

- Разработано методическое и программное обеспечение формирования обводов фюзеляжа магистрального самолета на основе внутренней компоновки;

- Выработаны проектные рекомендации по разработке прикладных модулей и осуществлению взаимодействия с внешними приложениями.

Библиография Буряков, Александр Александрович, диссертация по теме Системы автоматизации проектирования (по отраслям)

1. Авиационные правила. Часть 25. - Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова, 1994.

2. Арепьев А.Н. Концептуальное проектирование магистральных пассажирских самолетов. Выбор схемы и параметров: Учебное пособие. М.: МАИ,1996.-96 с.

3. Арепьев А.Н. Концептуальное проектирование магистральных пассажирских самолетов. Компоновка и летные характеристики: Учебное пособие. -М.: МАИ, 1999.-88 с.

4. Арепьев А.Н. Основы проектирования фюзеляжа магистрального пассажирского самолета: Учебное пособие. М.: МАИ, 2003. - 84 с.

5. Арепьев А.Н., Богачева С.В., Калганов А.Ф., Куприков М.Ю., Максимович В.З., Галин Л.Я. Автоматизация проектирования самолета. Учебное пособие к лабораторным работам. М.: МАИ, 1996. - 72 с.

6. Арепьев А.Н., Громов М.С., Шапкин B.C. Введение в теорию эксплуатационной живучести авиаконструкций: Учебное пособие. М.: МГТУГА, 2000.

7. Алексеев А.В., Борисов А.Н., Вилюмс Э.Р., Слядзь Н.Н., Фомин С.А. Интеллектуальные системы принятия проектных решений. Рига: Зинатне,1997.

8. Алямовский А.А. «SolidWorks/COSMOSWorks» (инженерный анализ методом конечных элементов). М.:ДМК, 2004, 431 с.

9. Аменадзе Ю.А. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1976. - 227 с.

10. Аншина М. Симфония CORBA. Журнал «Открытые системы», №3/98.

11. Бадягин А.А. О работе над кандидатской диссертацией по техническим наукам: Методическая разработка. М.: МАИ, 1983. - 23 с.

12. Брусов B.C., Баранов С.К. Оптимальное проектирование летательных аппаратов: Многоцелевой подход. М.: Машиностроение, 1989. - 232 с.

13. Булавкин С. Продолжение обсуждения минимальных конфигураций систем Pro/ENGINEER 2001, CATIA V5R7 и Unigraphics VI8. M.: CAD/CAM/CAE Observer #1(6)/ 2002, с. 24-30

14. Буряков А.А. Автоматизация проектирования и интегрирование САПР // XXX Гагаринские чтения. М.: МАТИ, 2004, с. 140-141.

15. Буряков А.А. Алгоритмы формирования омываемой поверхности фюзеляжа самолета с использованием CAD/CAE-систем // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XI Международной студенческой школы-семинара. -М.: МГИЭМ, 2003, с. 134-136.

16. Буряков А.А. Вопросы интеграции САПР как средство повышения эффективности проектирования // Материалы XI международного симпозиума «Динамические и технологические проблемы механики сплошных сред». — М.: «Оптимпресс», 2005.

17. Буряков А.А. Методы и технологии обмена данными систем автоматизированного проектирования Электронный ресурс. // «Труды МАИ»: Электронный журнал. М.: МАИ, 2005, №20. - 11 с. - Режим доступа: http://www.mai.ru

18. Буряков А.А. Применение CAD-систем в проектировании фюзеляжа грузопассажирского самолета // Вторая всероссийская научно-практическая конференция «Применение ИПИ-технологий в производстве». Тезисы докладов. -М.: МАТИ, 2004, с. 16-18.

19. Буряков А.А. Развитие идей, методов и технологий разработки систем автоматизации проектирования // «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн». М.: ООО «Графос», 2005, №2, с. 18-20.

20. Буряков А.А. Рост роли прикладного обеспечения при проектировании с использованием СГМ // «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XII Международной студенческой школы-семинара. М.: МГИЭМ, 2004, с. 189-190.

21. Буряков А.А. Современные методы и пути развития САПР // «Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн». М.: ООО «Графос», 2006, № 1 (3), с. 20-21.

22. Буряков А.А., Колесников B.JI. Автоматизация процесса компоновки фюзеляжа магистрального пассажирского самолета с использованием систем геометрического моделирования» // Авиация и космонавтика 2003. - М.: МАИ, 2003.

23. Буряков А.А., Колесников B.JL, Куприков М.Ю. Автоматизированное формирование поперечного сечения фюзеляжа дальнемагистрального самолета // Будущее авиации и космонавтики 2002. М.: МАИ, 2002, с. 3238.

24. Буряков А.А., Колесников B.JI. Математические и компьютерные модели компоновки пассажирских самолетов // XXIX Гагаринские чтения. М.: МАТИ, 2003.

25. Буряков А.А., Колесников B.JI., Куприков М.Ю. Структурная модель формирования омываемой поверхности фюзеляжа самолета // Проблемы создания перспективной авиационной техники. М.: МАИ, 2003, с. 267-271.

26. Буряков А.А., Колесников B.JI., Куприков М.Ю. Структурно-параметрический анализ схем компоновочных сечений фюзеляжей магистральных самолетов большой пассажировместимости // Проблемы создания перспективной авиационной техники. -М.: МАИ, 2003, с. 51-55.

27. Буряков А.А., Колесников B.JI., Куприков М.Ю., Рипецкий А.В. Современные методы повышения эффективности проектирования магистрального самолета // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». М.: Машиностроение, 2005, №12, с. 48-50.

28. Буряков А.А., Куприков М.Ю. Технологии и методы обмена данными систем автоматизированного проектирования // Журнал «Качество и жизнь». -М.: ИжГТУ, 2005, №6, с. 126-136.

29. Буряков А.А., Куприков М.Ю. Формирование геометрического облика фюзеляжа авиалайнера с использованием прикладного программного обеспечения и CAD-систем // Проектирование, конструирование и производство авиационной техники. -М.: МАИ, 2005, с. 16-21.

30. Вельтмандер П.В. Учебное пособие «Основные алгоритмы компьютерной графики». Машинная графика, кн. 2. Новосибирский государственный технический университет, 1997.

31. Войт Е.С., Ендогур А.И., Мелик-Саркисян З.А., Алявдин И.М. Проектирование конструкций самолетов. М.: Машиностроение, 1987. - 415 с.

32. Вопросы проектирования самолетов. Под редакцией С.М. Егера. Тематический сборник научных трудов института, выпуск 394. М.: МАИ, 1977.

33. Выбираем машиностроительную CAD-систему. М.: Журнал «CAD/CAM/CAE Observer» #5 (18)/ 2004, с. 10-13.

34. Гореткина Е. Да здравствует средний класс. М.: Журнал «PC Week», #39(449)/2004, с. 45-46.

35. ГОСТ 34.601-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы: стадии создания. М.: Изд. Госстандарта, 1992.

36. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. М.: Изд. Госстандарта, 1990.

37. ГОСТ Р ИСО 10303-1-99. Системы автоматизации производства и их интеграция. Представление данных об изделии и обмен этими данными. — М.: Изд. Госстандарта, 2000.

38. ГОСТ-19. Единая система программной документации. УДК651.7/.78:681.3.06:002:006.354. Группа Т55 СССР.

39. Давыдов Ю.В., Злыгарев В.А. Геометрия крыла, М.: Машиностроение, 1987.-с. 42-45

40. Егер С.М., Лисейцев Н.К., и др. Проектирование самолетов. М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

41. Егер С.М., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автоматизированного проектирования самолетов. М.: Машиностроение, 1986. - 232 с.

42. Ермакова В.А., Некрасова О.И., Андреев В.А, Бодрышев В.В., Кожухова Е.А, Леонова С.А., Сухарева Л.А. Общие правила выполнения чертежей и геометрические построения. М.: МАИ, 2000. - 32 с.

43. Зайцев В.Н., Рудаков В.Л. Конструкция и прочность самолетов. Киев: Вища школа, 1978. - 487 с.

44. Камаев В.А, Костерин В.В. Технологии программирования. — М.: Высшая школа, 2005.-359 с.

45. Кенту М. Delphi 7: Для профессионалов. СПб.: Питер, 2004 - 1101 стр.

46. Киселев В.А. Вопросы компоновки пассажирских самолетов. Пособие к дипломному проектированию. -М.: МАИ, 1977.

47. Киселев В.А. Проектировочный расчет веса и прочности фюзеляжей пассажирских самолетов. Труды ЦАГИ. 1970, вып. 1263.

48. Колесников В.Л. Структурно-параметрический анализ альтернативных схем компоновок фюзеляжей самолетов большой пассажировместимости. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М.: 2003, 164 с.

49. Корнеев А.С. Геометрическое и проекционное черчение. Методические указания к работам №1 и 2. М: МАИ, 2000. - 94 с.

50. Корячко В.П, Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 400 с.

51. Куприков М.Ю. Влияние инфраструктурных ограничений на облик самолета. М.: МАИ, 1999.

52. Куприков М.Ю. Выявление влияния ограничений по базированию на методику автоматизированной компоновки самолета. — М.: МАИ, каф. 101., Отчет о НИР 68160-01101. 1995. 165с.

53. Куприков М.Ю. , Структурно-параметрический синтез геометрического облика самолета при «жестких» ограничениях. М.: МАИ, 2003.

54. Куприков М.Ю. Твердотельное моделирование новый подход к вопросам проектирования и подготовки технической документации // «Новые информационные технологии» Тезисы докладов IX Международной студенческой школы-семинара. - М.: МГИЭМ, 2001, с. 47-52.

55. Куприков М.Ю., Максимов С.В. Влияние инфраструктурных ограничений на облик перспективного дальнемагистрального самолета. Казань, Изд. вузов Авиационная техника, 1999, №1, - с. 52-55.

56. Лесников Е. CATIA V5 настоящее и перспективы. - М.: Журнал «CAD/CAM/CAE Observer» #1 (14)/ 2004, с. 18-20.

57. Липаев В.В. Качество программных средств. Методические рекомендации. Под общей ред. проф., д.т.н. А.А. Полякова. М.: Янус-К, 2002, 400 е., 47 илл.

58. Львов В.П. Автоматизированные системы анализа и оценки вариантов компоновочных схем самолетов. М.: МАИ, 1982. - 54 с.

59. Мальчевский В.В. Автоматизация процесса компоновки самолета: Учебное пособие для ФГЖ. М.: МАИ, 1987. - 54 с.

60. Мальчевский В.В. Формализация основных компонентов процесса автоматизированной компоновки летательного аппарата. М.: МАИ, 1977, с. 3036.

61. Матчо Дж., Фолкнер Д.Р. Club Computer Delphi. - М.: Бином, 1995, 457 с.

62. Мэтт Хайнз CNET News.com. Microsoft правит бал на рынке серверных ОС, Электронный ресурс., http://zdnet.com.com/2100-11042-5088233.html

63. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. М.: Высшая школа, 1980. - 311 с.

64. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования: Принципы построения и структура. Кн. 1. -М.: Высшая школа, 1986. 127 с.

65. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1990. - 335 с.

66. Ноутон П., Шилдт. Г. Java 2 СПб.: БХВ - Петербург, 2005. 1072 с.

67. Орлов А., Баулин А., Лэкси М.С. и др. Лучшие продукты. Мир ПК -#12/2002.

68. Петренко А.И. Основы автоматизированного проектирования. Киев: Техника, 1982. 295 с.

69. Пирумов У.Г. Численные методы. М.: «Дрофа», 2003. - 221 с.

70. Пратт М., Фокс А. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. Пер. с англ. М.: Мир, 1982 - 304 с.

71. Пуха Ю. Объектные технологии построения распределенных информационных систем. Журнал «СУБД», №3/97.

72. Пэйдж В. Дж., Хьюз Н. Использование ORACLE 8. Специальное издание. -Киев, Москва, Санкт-Петербург: Издат. дом «Вильяме», 1998. 752 с.

73. Рендэл Д. Современные самолеты Москва, «Издательство Астрель», 2002,-512 с.

74. Самарский А.А. Введение в численные методы. М.: Наука, 1982

75. Самойлович О.С. Формирование области существования самолета в пространстве обобщенных проектных параметров. М.: МАИ, 1994.

76. Самойлович О.С. Формирование облика самолета в системе автоматизированного проектирования. М.: Воениздат, 1980. - 140 с.

77. Сван Т. Основы программирования в Delphi для Windows 95. — Киев: Диалектика, 1996, 478 с.

78. Сергеев А.П. HTML и XML. Профессиональная работа М.: Издательский дом «Вильяме», 2004. - 880 с.

79. Системы оборудования летательных аппаратов./ Под ред. A.M. Матвеенко и В.И. Бекасова. М.: Машиностроение, 1986. - 368 с.

80. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.

81. Стригунов В.М. Расчет на прочность фюзеляжей и герметических кабин самолетов. М.: Машиностроение, 1974. - 288 с.

82. Стригунов В.М. Расчет самолета на прочность. М.: Машиностроение, 1984.-376 с.

83. Таненбаум Э., Стеен М.В. Распределенные системы. Принципы и парадигмы СПб.: Питер, 2003, ISBN 5-272-00053-6

84. Тузов А.Д. Математическое описание сплайнов, кривых Безье, поверхностей Кунса, развертка неразвертывающихся поверхностей. Учебн. пособие. М.: НИЦ АСК, 2000 г., 54 с.

85. Фаронов В.В. Программирование баз данных в Delphi 7. Учебный курс. -СПб.: Питер, 2005. 459 с.

86. Шейнин В.М., Козловский В.И. Весовое проектирование и эффективностьпассажирских самолетов. Т. 1,2. М.: Машиностроение, 1977. - 208с

87. Шикин Е.В., Борисов А.В. Компьютерная графика. Полигональные модели М.: Диалог-МИФИ, 2005. - 464 стр.

88. Шкадов JT.M. Машинное проектирование летательных аппаратов. М.: ВИНИТИ, 1976.

89. ЮЗ.Шкадов JI.M., Андронов А.С., Лазарев В.В., и др. Основные принципы построения системы проектирования самолета с использованием ЭВМ. Труды ЦАГИ, вып.2021.- М.: ЦАГИ, 1979.

90. Якунин В.И., Рыжов Н.Н., Егоров Э.В. и др. Теоретические основы формирования поверхностей. Учебное пособие. М.: МАИ, 1985 — 52 с.

91. ANSYS 5.7 Advanced Analysis Techniques Guide. ANSYS Inc., 2001

92. ANSYS 5.7 Theory Reference. ANSYS Inc., 2001.

93. Bezier P. The Mathematical Basis of the UNISURF CAD System, Butterworths, London, 1986.

94. CAD/CAM большие и малые // Компьютерра. Компьютерный еженедельник. 1999. №28.

95. Coons S. A.: «Surfaces for Computer-Aided Design of Space Forms», Technical Report MAC-TR 44, M.I.T., Cambridge, MA, 1967.

96. De Boor C.: «On Calculating with В-spline», J. of Approx. Theory, Vol. 6, pp. 52-60, 1972.

97. Haberland C., Fenske W., Kranz O., Stoer R.: Computer-aided conceptual aircraft configuration development by an integrated optimization approach. ICAS-proceedings 1990, Stockholm paper №ICAS-90-2.6R.

98. Haberland C., Kranz O., Shafer C., Stoer R.: «Aspecte der konfigurationoptim-ierung im rechnerunterstutzten konzeptenwurf von verkehrsflugzeugen». Jahr-burch der DGLR 1989 I, Hamburg, paper №. DGLR 89-191.

99. Roskam J.; Airplane Desing, l-8Bahnd, 1980-1990, Kanzas.

100. Torenbeek E.; Synthesis of Subsonic Airplane Design. Delft Universitz Press; 1982.

101. Windows vs. Unix, PC Week #13, 2005, c. 38

102. Zeid I. CAD/CAM Theory and Practice, McGraw-Hill, New York, 1991.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00